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光伏發(fā)電技術實訓設備
光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)
一、設備組成
光伏發(fā)電實訓系統(tǒng)主要由光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、儲能與監(jiān)控系統(tǒng)四個部分組成，如圖1所示。
1、設備尺寸：光伏供電裝置1610×1010×1550mm
實訓柜1000×1000×2000mm
2、場地面積：12平方米
二、各單元介紹
1、 光伏供電裝置
（1）、光伏供電裝置的組成
光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動機構、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動機、電容器、直流電動機、接近開關、微動開關、底座支架等設備與器件組成，如下圖所示。
圖2 光伏供電裝置
4塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，光線傳感器安裝在光伏電池方陣中央。2盞300W的投射燈安裝在擺桿支架上，擺桿底端與減速箱輸出端連接，減速箱輸入端連接單相交流電動機。電動機旋轉時，通過減速箱驅動擺桿作圓周擺動。擺桿底端與底座支架連接部分安裝了接近開關和微動開關，用于擺桿位置的限位和保護。水平和俯仰方向運動機構由水平運動減速箱、俯仰運動減速箱、直流電動機、接近開關和微動開關組成。直流電動機旋轉時，水平運動減速箱驅動光伏電池方陣作向東方向或向西方向的水平移動、俯仰運動減速箱驅動光伏電池方陣作向北方向或向南方向的俯仰移動，接近開關和微動開關用于光伏電池方陣位置的限位和保護。
2、光伏供電系統(tǒng)
(1)、光伏供電系統(tǒng)的組成
光伏供電系統(tǒng)主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、ARM控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V開關電源、網(wǎng)孔架等組成。
（2）、控制方式
光伏電源控制單元主要由斷路器、+24V開關電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子等組成。
光伏輸出顯示單元主要由直流電流表、直流電壓表、接線端子等組成。
光伏供電控制單元主要由選擇開關、急停按鈕、帶燈按鈕、接線端子等組成。
（3）、ARM控制單元和接口單元
蓄電池的充電過程及充電保護由ARM控制單元、接口單元及程序完成，蓄電池的放電保護由ARM控制單元、接口單元及繼電器完成，當蓄電池放電電壓低于規(guī)定值，ARM控制單元輸出信號驅動繼電器工作，繼電器常閉觸點斷開，切斷蓄電池的放電回路。
（4）、蓄電池組
蓄電池組選用4節(jié)閥控密封式鉛酸蓄電池
3、逆變與負載系統(tǒng)
（1）、逆變與負載系統(tǒng)的組成
逆變與負載系統(tǒng)主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、逆變器、逆變器參數(shù)檢測模塊、變頻器、三相交流電機、發(fā)光管舞臺燈光模塊、警示燈、接線排、斷路器、網(wǎng)孔架等組成。
①逆變電源控制單元
逆變電源控制單元主要由斷路器、+24V開關電源、AC220V電源插座、指示燈、接線端子等組成。
②逆變輸出顯示單元
逆變輸出顯示單元主要由交流電流表、交流電壓表、接線端子等組成。
（2）、逆變器
逆變器是將低壓直流電源變換成高壓交流電源的裝置，逆變器的種類很多, 各自的具體工作原理、工作過程不盡相同。本實訓裝置使用的逆變器由DC-DC升壓PWM控制芯片單元、驅動+升壓功率MOS管單元、升壓變壓器、SPWM芯片單元、高壓驅動芯片單元、全橋逆變功率MOS管單元、LC濾波器組成。
4、監(jiān)控系統(tǒng)
（1）、監(jiān)控系統(tǒng)組成
監(jiān)控系統(tǒng)主要由一體機、鍵盤、鼠標、接線排、電源插座、通信線、微軟操作系統(tǒng)軟件、力控組態(tài)軟件組成。
（2）、監(jiān)控系統(tǒng)功能
1）通信
監(jiān)控系統(tǒng)與控制器、PLC、儀表進行通信。
2）界面
①監(jiān)控系統(tǒng)具有主界面，光伏供電系統(tǒng)界面，逆變與負載系統(tǒng)界面，光伏能量轉換界面，分別顯示各自的運行狀態(tài)參數(shù)。
②光伏供電系統(tǒng)界面設置相應的按鈕，實現(xiàn)光伏電池方陣自動跟蹤。
③具有光伏發(fā)電采集報表，記錄光伏輸出電壓、電流；逆變與負載系統(tǒng)的逆變輸出電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)并打印數(shù)據(jù)報表。
三、主要實驗實訓內容
實驗實訓內容涉及光伏供電裝置、光伏供電系統(tǒng)、逆變與負載系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的安裝、接線、調試和分析：
1）、光伏供電裝置的安裝與接線；
2）、光伏供電系統(tǒng)部分器件的安裝、接線與調試；
3）、光伏電池方陣輸出特性測試；
4）、蓄電池組充放電參數(shù)的測試；
5）、逆變與負載系統(tǒng)部分器件的安裝、接線與調試；
6）、逆變器相關參數(shù)測試、逆變器輸出參數(shù)測試；
7）、逆變器相關數(shù)據(jù)的下載設置與測試；
8）、相關電路模塊的焊接；
9）、監(jiān)控系統(tǒng)與各單元的通信；
10）、監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)界面的操作；
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